| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第17-41页 |
| 1.1 体积变化对细胞生理功能的影响 | 第17-19页 |
| 1.2 细胞体积调节的力学机制 | 第19-26页 |
| 1.2.1 水的跨膜输运 | 第20-21页 |
| 1.2.2 离子的跨膜输运 | 第21-24页 |
| 1.2.3 细胞骨架的影响 | 第24-26页 |
| 1.3 基底力学性质对细胞功能的调控作用 | 第26-32页 |
| 1.3.1 基底硬度的调控作用 | 第27-29页 |
| 1.3.2 三维网架基底硬度的调控作用 | 第29-30页 |
| 1.3.3 基底表面形貌的调控作用 | 第30-32页 |
| 1.4 细胞的力学性质 | 第32-37页 |
| 1.4.1 研究细胞力学性质的实验方法 | 第33-35页 |
| 1.4.2 细胞表现出的粘弹性 | 第35-37页 |
| 1.5 本文关注的科学问题 | 第37-38页 |
| 1.5.1 细胞体积调控与细胞粘附 | 第37页 |
| 1.5.2 细胞体积调控与细胞的脱粘 | 第37-38页 |
| 1.5.3 细胞体积调控与细胞的粘弹性 | 第38页 |
| 1.6 本文的主要工作 | 第38-41页 |
| 第二章 粘附细胞的形貌和动力学:开放系统的力学响应 | 第41-65页 |
| 2.1 序言 | 第41-42页 |
| 2.2 模型 | 第42-50页 |
| 2.2.1 细胞形状,有效面积和体积 | 第42-44页 |
| 2.2.2 细胞体积和静水压的调控机制 | 第44-46页 |
| 2.2.3 肌动蛋白皮层和细胞膜的本构方程 | 第46-47页 |
| 2.2.4 细胞与两平行板之间的粘附 | 第47-49页 |
| 2.2.5 求解细胞形貌的数值方法 | 第49-50页 |
| 2.3 结果 | 第50-61页 |
| 2.3.1 体积变化导致了细胞粘附的不稳定性 | 第50-54页 |
| 2.3.2 粘附细胞自发破裂的临界条件 | 第54-56页 |
| 2.3.3 粘附细胞的动态脱粘 | 第56-59页 |
| 2.3.4 细胞的卸载响应与加载历史相关 | 第59-60页 |
| 2.3.5 理论与实验结果的定量比较 | 第60-61页 |
| 2.4 本构模型对粘附形貌相图的影响 | 第61-64页 |
| 2.4.1 细胞膜“蓄水池”模型参数的影响 | 第61页 |
| 2.4.2 细胞膜的粘弹性模型 | 第61-63页 |
| 2.4.3 肌动蛋白皮层和细胞膜粘性的影响 | 第63-64页 |
| 2.5 总结 | 第64-65页 |
| 第三章 通过基底力学性质调控粘附细胞的体积大小 | 第65-85页 |
| 3.1 序言 | 第65-66页 |
| 3.2 理论模型 | 第66-71页 |
| 3.2.1 细胞体积和压力的调节机制 | 第66-67页 |
| 3.2.2 细胞形状、有效表面积和细胞体积的表达式 | 第67页 |
| 3.2.3 细胞膜和肌动蛋白皮层的本构方程 | 第67-68页 |
| 3.2.4 细胞感知基底硬度的力学机制 | 第68-71页 |
| 3.3 实验方法 | 第71-75页 |
| 3.3.1 细胞培养 | 第71-72页 |
| 3.3.2 调节基底的力学性质 | 第72-73页 |
| 3.3.3 细胞体积的测量方法 | 第73-74页 |
| 3.3.4 药物抑制和渗透压冲击实验 | 第74-75页 |
| 3.4 结果 | 第75-82页 |
| 3.4.1 细胞在2D基底上动态粘附时体积显著减小 | 第75-76页 |
| 3.4.2 细胞体积在硬基底上减小50%以上 | 第76-77页 |
| 3.4.3 可粘附面积的增大导致细胞收缩 | 第77-78页 |
| 3.4.4 细胞体积随着基底粘附能密度的增大而减小 | 第78-80页 |
| 3.4.5 肌动蛋白皮层张力的增大将水挤出细胞外 | 第80-81页 |
| 3.4.6 细胞体积随铺展面积指数下降 | 第81-82页 |
| 3.5 总结与讨论 | 第82-85页 |
| 第四章 体积调控对细胞临界脱粘力速率相关性的贡献 | 第85-115页 |
| 4.1 序言 | 第85-87页 |
| 4.2 理论模型 | 第87-92页 |
| 4.2.1 不对称粘附细胞的几何形状 | 第88-90页 |
| 4.2.2 细胞体积和压力的调控机制 | 第90-91页 |
| 4.2.3 细胞的粘附 | 第91-92页 |
| 4.3 细胞体积调控对细胞脱粘动力学行为的影响 | 第92-98页 |
| 4.3.1 细胞体积调控引起速率相关的细胞脱粘 | 第92-94页 |
| 4.3.2 细胞体积调控引起的临界脱粘力的速率相关性 | 第94-96页 |
| 4.3.3 力加载和位移加载下细胞脱粘的差别 | 第96-97页 |
| 4.3.4 临界脱粘力随着粘附能密度的增大而增大 | 第97-98页 |
| 4.4 受体-配体键的动态开合特性对细胞脱粘的影响 | 第98-105页 |
| 4.4.1 受体-配体键动态结合-断开的机制 | 第98-99页 |
| 4.4.2 受体-配体键的动力学对细胞拉力加载和卸载曲线的影响 | 第99-100页 |
| 4.4.3 受体-配体键的动力学能引起速率相关的细胞脱粘行为 | 第100-102页 |
| 4.4.4 受体-配体键的动力学特性引起的临界脱粘力的速率相关性 | 第102-105页 |
| 4.5 体积调控和受体-配体键的动力学特性在不同的时间尺度下控制细胞脱粘的速率相关性 | 第105-107页 |
| 4.6 肌动蛋白皮层和细胞膜的粘性在大拉伸速率下显著地影响细胞的临界脱粘力 | 第107-109页 |
| 4.7 细胞的临界脱粘力随着基底硬度的增大而增大 | 第109-113页 |
| 4.7.1 细胞的硬度感知机制 | 第109-111页 |
| 4.7.2 细胞的粘附强度随着基底硬度增大 | 第111-112页 |
| 4.7.3 细胞的临界脱粘力随着基底硬度增大 | 第112-113页 |
| 4.8 总结 | 第113-115页 |
| 第五章 细胞粘弹性的新来源机制:体积调控 | 第115-131页 |
| 5.1 序言 | 第115-117页 |
| 5.2 结果 | 第117-124页 |
| 5.2.1 恒定位移压缩下细胞压力的松弛 | 第117-118页 |
| 5.2.2 恒定压力压缩下细胞高度的蠕变 | 第118-119页 |
| 5.2.3 体积变化是细胞松弛和蠕变的主要来源 | 第119-121页 |
| 5.2.4 周期性加载下细胞的粘弹性响应 | 第121-124页 |
| 5.3 周期性加载的实验验证 | 第124-130页 |
| 5.3.1 玻璃板的制备与处理 | 第125-126页 |
| 5.3.2 软玻璃板硬度的标定 | 第126-128页 |
| 5.3.3 细胞培养和准备 | 第128页 |
| 5.3.4 显微操作 | 第128-129页 |
| 5.3.5 实验结果与理论结果的对比 | 第129-130页 |
| 5.4 总结 | 第130-131页 |
| 第六章 总结与展望 | 第131-135页 |
| 6.1 工作总结 | 第131页 |
| 6.2 主要创新点 | 第131-132页 |
| 6.3 研究展望 | 第132-135页 |
| 参考文献 | 第135-147页 |
| 致谢 | 第147-149页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第149-150页 |
